三、工程實例分析

　?。ㄒ唬┕こ谈攀瞿逞睾５貐^六層磚混結構住宅樓群，建筑面積均為3000平米左右，屋頂為坡屋頂，各建筑砌筑砂漿1～2層均采用M7.5混合砂漿砌筑，3層以上均采用M5混合砂漿砌筑，砌筑磚均為MU1O粘土紅磚。各建筑樓板、樓梯、圈梁及構造柱等現澆混凝土構件，混凝土設計強度等級均為C20。基礎混凝土條形基礎，基礎頂部設有鋼筋混凝土基礎圈梁。
　　上述住宅竣工后居民入住一段時間，逐漸發現部分樓板、局部過梁、梯梁開裂，其中現澆樓板裂縫寬度大多在0.1mm～0.3 mm，長度不等，主要表現于樓板角45°斜裂縫，樓板中部平行裂縫（平行于長短邊）和穿線管處裂縫。 經權威部門檢測，本工程實例所產生的裂縫屬于非受力裂縫，即非荷載作用引起的裂縫，裂縫雖然不影響結構安全，但影響結構的耐久性和正常使用，必須進行封閉處理。
　　對于該工程發生的現澆樓板裂縫，根據檢測調查結果，首先采用排除法分析各種原因。
　　1.排除地震力作用，因為從工程建造到使用整個過程未發生過地震。
　　2.排除荷載作用，因為許多發生裂縫的空置房間在竣工驗收時未產生裂縫，在大半年后才陸續出現上述裂縫，房間空置期間未有堆積荷載，只有結構自重。
　　3.排除設計承載力不足，因為經復核設計圖符合國家現行設計規范要求。
　　4.排除地基不均勻沉降影響，因為通過現場觀察，建筑物與排水明溝處未出現由沉降產生的開裂現象，墻體未出現斜裂縫，通過沉降觀測，到目前建筑物未發現不均勻沉降。
　　5.排除材料不合格因素，因為所采用的材料均有合格證，且材料經過測試合格。
　　經過深入調查及分析，設計、施工、監理、建設、材料等各方專家認為混凝土收縮及溫度應力的輔助作用是引起現澆樓板出現上述典型裂縫的主要原因。
　　出現的主要裂縫成因分析
　　1、穿線管位置裂縫原因。當前，在混凝土板中預埋電線導管大多采用PVC管。由干PVC管直徑較大，管徑多在20～30mm，彈性較太，表面光滑，與混凝土結合較差，使得板內存在薄弱環節。當混凝土樓板較薄時，很容易因混凝土收縮而產生裂縫。本工程混凝土板厚100mm，穿線管直徑約占板厚的1／3，加之混凝土收縮變形較大，若在該部位布管和澆搗混凝土不善，極易形成沿線管布設走向的裂縫。
　　2、板角斜裂縫原因。鋼筋混凝土結構在不同的時間季節和環境中，其周邊大氣溫度發生變化，在混凝土結構中產生熱脹冷縮的“溫度變形”。對于現澆混凝土樓板，由于日夜溫差及季節溫差的影響，將會產生截面均勻溫差應力。
　　本工程中，樓板與圈梁整體澆注，墻體及圈梁對現澆樓板支承邊具有較強的約束作用，由子混凝上的收縮應力，加上反復溫差應力的輔助作用，在樓板中產生雙向拉應力，混凝上的抗拉強度比抗壓強度低的多，當某一處最大主拉應力達到混凝土的抗裂強度時，混凝土沿與最太主拉應力垂直的方向受拉劈裂，在實際中混凝土的抗裂強度的取值離散性較大，隨著雙向應力比的不同，樓板裂縫出現的形式也不同，即有房間角部出現45度斜裂縫。
　　3、樓板平行于長邊和短邊的裂縫原因。該工程施工段長45m，樓板混凝上連續澆筑，形成整體連續板。按標準狀態下混凝土收縮變形εy0=3.24×10-4計，該板東西向絕對變形達15mm。而本工程樓板與圈梁整體澆筑，樓板變形受到圈梁約束而在板內產生拉應力。下面采用公式進行估算該工程混凝土的干縮值以及在板內產生的拉應力。
　　εy (t) =εy0·M1·M2…M10（l－e-0.01t）
　　式中εy (t)--任意時間的收縮（mm／mm）；
　　t--由澆灌時至計算時，以天為單位的時問值，本工程取t=120天：
　　εy 0=εy（∞）--最終收縮值（mm／mm）；
　　M1·M2…M10--考慮各種非標準條件的修正系數；
　　M1———水泥品種，普通水泥取1.0
　　M2———425＃水泥細度4000，取1.13
M3———骨料，取1.0；
　　M4———水灰比0.64，取 1.5：
　　M5———水泥漿量為0.35，取1.75；
　　M6———自然養護三天，取1.09；
　　M7———因秋季施工，氣候比較干燥，環境相對濕度30％，取1.18；
　　M8———水力半徑倒數，圈梁 r=0.165cm-l，取0.916；板 r=0.23 cm-l，取1.01；
　　M9———機械振搗，取1.0；
　　M10———配筋率（包括不同模量比），圈梁為0.06，取0.84；板為0.02，取 0.944
　　計算得
　　εy(120t)板=9.86×10-4, εy(120t)圈梁=7.95×10-4
　　εy’=εy(120t)板-εy(120t)圈梁=1.91×10-4
　　因其垂直裂縫的主應力最大值在板的中部，公式為：
　　бmax=-Eεy’(1-1/ch(βL/2))H(t), β=√(2Cx/ H’E)
　　這里，H(t)--考慮徐變引起的內力松馳系數，平均取0.5；
　　Cx———水平阻力系數，混凝土板與混凝土圈梁,Cx=1.0N／mm3；
　　L———板長，以2＃樓一層樓板（7）－（8）軸間裂縫為例，取L=32400mm;
　　E———混凝土彈性模量，按樓扳測試強度C20計算，取E=2．55×104Mpa；
　　H’———混凝上換算寬度，考慮兩側對稱約束，
　　當H’≤2×0.2L，H’=H
　　當H’＞2×0.2L，H’=0.4 L
　　本工程H＝6000 mm﹤0.4 L=12960，取H’=6000mm，代入以上數值計算得樓板中部最大拉應力為: бmax =2.16Mpa，大于C20混凝土的抗拉強度標準值ftk＝l.54MPa。可見，本工程在實際施工條件下樓板中部（南北向裂縫、東西向裂縫）產生裂縫確實是由于混凝土收縮變形過大引起的（上述計算還未考慮降溫差的影響，若考慮降溫差－10℃，бmax =3.48Mpa）。
　　
　　四、建議

　　通過以上的原因分析，認為本工程現澆樓板中的裂縫主要是由于混凝土的收縮而引起的，因此對混凝土的收縮特性應特別重視。為更有效的減小混凝土收縮，防止裂縫發生，建議從材料、施工、設計三個方面著手控制，采取適當措施。
　　
　　五、結語

　　綜上所述，混凝土裂縫問題一直嚴重困擾著混凝土的施工質量，在混凝土生產以及施工過程中有針對性地采取預防措施，盡可能采取有效的技術措施控制裂縫，使結構盡量不出現裂縫，或盡量減少裂縫的數量和寬度，特別是避免有害裂縫的出現，以確保工程質量，使建筑物具備良好的耐久性和結構穩定性。